水輪發(fā)電機(jī)組組合式減壓閥維護(hù)

水輪發(fā)電機(jī)組組合式減壓閥維護(hù) 組合式減壓閥維護(hù) 水輪發(fā)電機(jī)組減壓閥維護(hù) 電站減壓閥

 之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹水輪發(fā)電機(jī)組組合式減壓閥維護(hù)針對(duì)某公司1號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組某次事故停機(jī)，分析了事故經(jīng)過、發(fā)生的原因及暴露的問題，并提出防范類似事故發(fā)生的對(duì)策措施，對(duì)同類型機(jī)組具有一定的借鑒作用。
        關(guān)鍵詞：安全管理；事故停機(jī)；主軸密封
        1水輪發(fā)電機(jī)組組合式減壓閥維護(hù)概述
        為了保證水輪機(jī)導(dǎo)軸承的正常工作，必須在導(dǎo)軸承下面裝設(shè)工作密封和檢修密封，以防止壓力水從主軸和頂蓋之間上溢，防止水輪機(jī)導(dǎo)軸承及頂蓋被淹，影響水輪機(jī)的正常工作。檢修密封位于工作密封下部，由低壓氣系統(tǒng)供給0.7MPa的壓縮空氣，在機(jī)組停機(jī)或檢修時(shí)投入，充氣時(shí)使其內(nèi)環(huán)面與大軸壓緊，起封水作用，減少漏水量。
        1.組合式減壓閥出口壓力鎖定工作原理：
組合式減壓閥是專為復(fù)雜工況下運(yùn)行的供水系統(tǒng)量身設(shè)計(jì)的減壓設(shè)備，由出口壓力鎖定系統(tǒng)，反饋統(tǒng)，和主閥閥體組成。
    每一臺(tái)合格的減壓閥閥體均經(jīng)受了超過60分鐘的1.5倍強(qiáng)壓實(shí)驗(yàn)，*杜絕閥體缺陷，即使歷經(jīng)連續(xù)運(yùn)行也不會(huì)出現(xiàn)破裂漏水等故障。 出口壓力內(nèi)鎖定裝置是為防止反饋系統(tǒng)遭受意外損壞后，在主活塞下方失壓時(shí)，保持出口壓力P2值安全的剛性保護(hù)裝置。
 2、組合式減壓閥自動(dòng)調(diào)節(jié)原理：
 組合式減壓閥是一種在復(fù)雜多變的工況下亦可利用水壓進(jìn)行自我調(diào)節(jié)的減壓閥穩(wěn)壓閥，在進(jìn)口壓力和流量產(chǎn)生變化的時(shí)候保持出口的壓力和流量穩(wěn)定。其*實(shí)現(xiàn)自力控制，調(diào)試簡單，運(yùn)行可靠。
 3、組合式減壓閥的雙反饋切換原理：
組合式減壓閥的反饋系統(tǒng)是根據(jù)減壓閥出口壓力的變化信號(hào)來控制過流面積（節(jié)流錐開度）的獨(dú)立系統(tǒng)。減壓閥裝備有互為備用的雙反饋系統(tǒng)，啟用A系統(tǒng)即停用B系統(tǒng)的運(yùn)行模式可以達(dá)到減壓閥不停機(jī)檢修的目的。
4、 組合式減壓閥反沖排污工作原理：
水電站的運(yùn)行工況比較復(fù)雜，尤其水質(zhì)的好壞直接關(guān)系到設(shè)備的安全運(yùn)行。針對(duì)泥沙含量較大的水電站，除了在減壓閥的過流位置采用不銹鋼材質(zhì)并堆焊鎳基合金防磨蝕外，減壓閥的反沖排污裝置亦能有效地防止反饋控制系統(tǒng)的堵塞，使減壓閥在多泥沙雜物的水質(zhì)中保持良好的工況。（反沖排污系統(tǒng)標(biāo)配為手動(dòng)控制，根據(jù)水質(zhì)實(shí)際情況把握反沖排污頻率，或直接采用PLC自動(dòng)反沖排污裝置。）

2事故經(jīng)過
   上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥JB/T2203－1999《減壓閥結(jié)構(gòu)長度》為主的通用類。目前國內(nèi)大多數(shù)減壓閥生產(chǎn)廠家均按本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)，但本標(biāo)準(zhǔn)也不盡，規(guī)格不全。氣體減壓閥大公稱通徑為DN500，水用減壓閥大公稱通徑DN1000。根據(jù)廠家所生產(chǎn)的減壓閥規(guī)格及掌握的資料來看，各廠家連接尺寸也不盡統(tǒng)一，建議通用機(jī)械研究所對(duì)JB/T2203－1999《減壓閥結(jié)構(gòu)長度》進(jìn)行修訂。建議設(shè)計(jì)院及用戶按標(biāo)準(zhǔn)選用，減壓閥生產(chǎn)廠家按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。

調(diào)壓步驟

1、關(guān)閉減壓閥前的閘閥，開啟減壓閥后的閘閥，制造下游低壓環(huán)境；

2、將調(diào)節(jié)螺釘 減壓閥 按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至上位置（相對(duì)低出口壓力），然后關(guān)閉減壓閥后閘閥；

3、慢慢開啟減壓閥前的閘閥至全開；

4、順時(shí)針慢慢旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，將出口壓力調(diào)至所需要的壓力（以閥后表壓為準(zhǔn)）；調(diào)整好后，將鎖緊 螺母鎖緊，打開減壓閥后閘閥；

5、如在調(diào)整時(shí)出口壓力高于設(shè)定壓力，須從*步開始重新調(diào)整，即只能從低壓向高壓調(diào)。 主要作用 減壓閥的作用原理是靠閥內(nèi)流道對(duì)水流的局部阻力降低水壓，水壓降的范圍由連接閥瓣的薄膜或活塞兩側(cè)的進(jìn)出口水壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)。

定比減壓原理是利用閥體中浮動(dòng)活塞的水壓比控制，進(jìn)出口端減壓比與進(jìn)出口側(cè)活塞面積比成反比。這種減壓閥工作平穩(wěn)無振動(dòng)；閥體內(nèi)無彈簧，故無彈簧銹蝕、金屬疲勞失效之慮；密封性能良好不滲漏，因而既減動(dòng)壓（水流動(dòng)時(shí)）又減靜壓（流量為0時(shí)）；特別是在減壓的同時(shí)不影響水流量。 水流通過減壓閥雖有很大的水頭損失，但由于減少了水的浪費(fèi)并使系統(tǒng)流量分布合理、改善了系統(tǒng)布局與工況，因此總體上講仍是節(jié)能的。介質(zhì)為蒸汽的場合，宜選用先導(dǎo)活塞式減壓閥或先導(dǎo)波紋管式減壓閥。為了操作、調(diào)整和維修的方便，減壓閥一般應(yīng)安裝在水平管道上。某電廠總裝機(jī)容量為2160MW，單機(jī)容量為360MW，機(jī)組形式為混流式水輪發(fā)電機(jī)組。

事故發(fā)生前，1號(hào)機(jī)帶滿負(fù)荷正常運(yùn)行。10時(shí)12分，上位機(jī)報(bào)1號(hào)機(jī)啟動(dòng)事故停機(jī)流程。10時(shí)23分，上位機(jī)報(bào)文顯示1號(hào)機(jī)事故停機(jī)正常。下面是事故發(fā)生時(shí)上位機(jī)的報(bào)警信息。
        10：11：57，1號(hào)機(jī)組主軸密封水有流復(fù)歸。
        10：11：57，1號(hào)機(jī)組主軸密封水流量低事故停機(jī)待啟動(dòng)動(dòng)作。
        10：12：07，1號(hào)機(jī)組無事故復(fù)歸。
        10：12：09，1號(hào)機(jī)組機(jī)械事故停機(jī)，主軸密封水流量低啟動(dòng)【流程自動(dòng)】。（備注：啟動(dòng)事故停機(jī)流程。）
        10：12：09，1號(hào)機(jī)組調(diào)速器緊急停機(jī)動(dòng)作。
        10：12：09，1號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)保護(hù)Ⅰ跳閘信號(hào)動(dòng)作。
        10：12：09，1號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)保護(hù)Ⅱ跳閘信號(hào)動(dòng)作。
        10：12：09，1號(hào)機(jī)組出口斷路器011分位動(dòng)作。（備注：1號(hào)機(jī)事故跳閘，與系統(tǒng)解列。）
        10：12：18，1號(hào)機(jī)組空載態(tài)動(dòng)作。
        10：12：20，1號(hào)機(jī)組逆變滅磁【動(dòng)作】。
        10：12：23，1號(hào)機(jī)組空轉(zhuǎn)態(tài)動(dòng)作。
        10：12：23，1號(hào)機(jī)組導(dǎo)葉全關(guān)位置動(dòng)作。
        10：23：36，1號(hào)機(jī)組機(jī)械事故停機(jī)【流程執(zhí)行成功】【流程自動(dòng)】。（備注：1號(hào)機(jī)停機(jī)正常。）
        事故發(fā)生后，當(dāng)班值長立即指揮現(xiàn)場運(yùn)行、維護(hù)人員進(jìn)行檢查、處理。運(yùn)行人員檢查1號(hào)機(jī)相關(guān)設(shè)備無工作開展，技術(shù)供水區(qū)域運(yùn)行無異常，無人員誤動(dòng)主軸密封技術(shù)供水閥門。維護(hù)人員檢查發(fā)現(xiàn)廠房交直流電源系統(tǒng)控制室內(nèi)直流系統(tǒng)廠家和機(jī)電安裝單位人員擅自切除1號(hào)交流控制電源系統(tǒng)交流電源輸入開關(guān)，導(dǎo)致1號(hào)機(jī)組主軸密封水示流計(jì)的常閉接點(diǎn)失電后斷開，1號(hào)機(jī)組啟動(dòng)事故停機(jī)流程。當(dāng)班值長及時(shí)將該情況向云南中調(diào)和公司領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行匯報(bào)。15時(shí)12分，根據(jù)公司要求，退出1號(hào)機(jī)“主軸密封水中斷，延時(shí)10S”事故停機(jī)軟壓板，全面檢查機(jī)組具備開機(jī)并網(wǎng)條件，向云南中調(diào)匯報(bào)跳閘原因已查明并處理，申請(qǐng)機(jī)組并網(wǎng)。21時(shí)42分，1號(hào)機(jī)重新開機(jī)并網(wǎng)發(fā)電。

        3事故原因
        事故發(fā)生時(shí)，直流系統(tǒng)廠家人員和機(jī)電安裝單位試驗(yàn)班人員要求處理“2號(hào)交直流蓄電池組報(bào)警故障”缺陷，在找到機(jī)電安裝單位試驗(yàn)班負(fù)責(zé)人并得到其確認(rèn)后，在未辦理任何工作許可手續(xù)的情況下，擅自進(jìn)入設(shè)備運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行消缺。
        兩人消除直流蓄電池故障報(bào)警缺陷后準(zhǔn)備離開工作現(xiàn)場，試驗(yàn)班負(fù)責(zé)人也到了工作現(xiàn)場，提出1號(hào)交流控制電源裝置不具備逆變功能，而廠家人員認(rèn)為逆變功能已在前期的調(diào)試中完成，為驗(yàn)證設(shè)備功能，廠家人員只查看了1號(hào)交流控制電源系統(tǒng)直流輸入電源QF2開關(guān)在合閘位置，而不清楚上一級(jí)220V直流輸入電源QF1開關(guān)因接地故障未消除早已在斷開位置的情況，直接斷開1號(hào)交流控制電源系統(tǒng)380V交流輸入電源QF3開關(guān)，導(dǎo)致1號(hào)機(jī)組交流配電柜失電（通過直流輸出電源開關(guān)QF11），如圖1所示。
        圖1 1號(hào)交流控制電源系統(tǒng)示意圖
        1號(hào)機(jī)組交流控制電源配電柜失電從而導(dǎo)致主軸密封控制箱失電。按照設(shè)計(jì)，1號(hào)機(jī)組交流控制電源配電柜應(yīng)有兩路交流輸入電源，第1路電源（QS21 1路交流進(jìn)線開關(guān)）取自1號(hào)交流控制電源系統(tǒng)，第2路電源（QS22 2路交流進(jìn)線開關(guān)）取自1號(hào)機(jī)組400V自用電系統(tǒng)，但事故發(fā)生時(shí)第2路電源并未接入，如圖2所示。
        圖2 1號(hào)機(jī)組交流控制電源配電柜系統(tǒng)示意圖
        主軸密封水流量低啟動(dòng)事故停機(jī)流程需同時(shí)滿足3個(gè)條件：主軸密封水無流，機(jī)組不在停機(jī)態(tài)（空轉(zhuǎn)態(tài)、空載態(tài)、發(fā)電態(tài)或調(diào)相態(tài)中的任何一個(gè)），主軸密封水中斷啟動(dòng)事故停機(jī)壓板在投入狀態(tài)。此次事故發(fā)生時(shí)，機(jī)組在發(fā)電態(tài)，且主軸密封水中斷啟動(dòng)事故停機(jī)壓板在投入狀態(tài)。當(dāng)1號(hào)機(jī)組主軸密封控制箱失電后，主軸密封水總管流量計(jì)電源消失，導(dǎo)致主軸密封水總管流量計(jì)常閉接點(diǎn)斷開，從而滿足主軸密封水中斷啟動(dòng)事故停機(jī)流程條件，延時(shí)10s后啟動(dòng)機(jī)組事故停機(jī)流程。下面的代碼是主軸密封水中斷啟動(dòng)事故停機(jī)流程的判據(jù)。模擬量DI[277]表示主軸密封水有流，當(dāng)主軸密封控制箱正常帶電且主軸密封水正常供水的情況下，該模擬量為常閉接點(diǎn)，當(dāng)控制箱失電時(shí)該常閉接點(diǎn)斷開。JZ.STATE>1表示機(jī)組不在停機(jī)態(tài)。DUMMY.DI[58]表示主軸密封水中斷啟動(dòng)事故停機(jī)壓板在投入狀態(tài)。
     組合式減壓閥是指由主閥和附屬反饋系統(tǒng)（包括控制閥、射流泵、球閥等）組成的、擁有水力PID控制機(jī)制的、綜合性能*的減壓穩(wěn)壓閥，其主要應(yīng)用在水電站技術(shù)供水系統(tǒng)，井下供水系統(tǒng)等工況復(fù)雜，的工況條件下。
    目前國內(nèi)大部分水電站（三峽水電站，向家壩水電站，構(gòu)皮灘水電站，天生橋水電站，寶珠寺水電站，紫坪鋪水電站，緊水灘水電站，烏溪江水電站等）選用的是組合式減壓閥。
    所采用的減壓閥公稱通徑的選取應(yīng)在保證出口整定壓力條件下而能滿足技術(shù)供水大流量，并裝備有可供不停機(jī)檢修的雙反饋系統(tǒng)，保證減壓閥損壞時(shí)破壞性高壓不進(jìn)入機(jī)組的出口壓力鎖定系統(tǒng)，與防止過流介質(zhì)中的雜質(zhì)堵塞閥門的反沖排污系統(tǒng)。
    組合式減壓閥因?yàn)閼?yīng)用條件復(fù)雜，，通常有DN50 ~ DN1200多種規(guī)格，閥前工作壓力<6.4MPa，閥后整定壓力區(qū)間在0.2MPa ~ 0.8MPa

        4暴露問題
        a.直流系統(tǒng)廠家人員無票作業(yè)，在不清楚設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況的前提下，未經(jīng)現(xiàn)場運(yùn)行人員許可，擅自操作運(yùn)行設(shè)備，是導(dǎo)致本次事故的直接原因。
        b.1號(hào)機(jī)組交流控制電源柜按照設(shè)計(jì)應(yīng)該是兩路交流電源互為備用，但此次事故中，第2路交流進(jìn)線電源并未接線，未起到備用作用。
        c.主軸密封水中斷啟動(dòng)事故停機(jī)流程，是導(dǎo)致本次事故發(fā)生的根本原因，結(jié)合已投運(yùn)電廠的實(shí)際運(yùn)行情況，主軸密封水中斷提供報(bào)警信號(hào)即可，不用啟動(dòng)事故停機(jī)流程。
        d.運(yùn)行值班人員和設(shè)備維護(hù)部人員對(duì)現(xiàn)場未移交但與運(yùn)行設(shè)備有關(guān)聯(lián)的設(shè)備認(rèn)識(shí)不足，現(xiàn)場把關(guān)不嚴(yán)，任由其他人員進(jìn)入運(yùn)行區(qū)域內(nèi)進(jìn)行工作，負(fù)本次事件管理責(zé)任。

        5經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
        a.將機(jī)組“主軸密封水中斷，延時(shí)10S”事故停機(jī)水機(jī)保護(hù)退出，當(dāng)主軸密封水中斷時(shí)，僅發(fā)出報(bào)警信號(hào)即可。
        b.完善1號(hào)機(jī)組交流控制電源配電柜另一路電源的接線工作，保證兩路電源互為備用。
        c.完善1號(hào)交流控制電源系統(tǒng)，保證交流電源、直流電源均正常帶電互為備用。
        d.嚴(yán)格執(zhí)行《電力安全工作規(guī)程》，規(guī)范和完善工作許可、監(jiān)護(hù)制度，杜絕出現(xiàn)管理漏洞。
        e.公司不斷完善外來人員登記表格的內(nèi)容，進(jìn)一步做好現(xiàn)場設(shè)備管理工作。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求